JAVA多线程并发（简化版）（一）

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2024-04-01 14:56 10阅读 0赞

## JAVA并发系列文章（一） ##

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#### 文章目录 ####

*  JAVA并发系列文章（一）
 *  前言
 *  一、JAVA线程如何实现/创建？
 *   *  1.线程是什么？（资源调度最小单位）
     *  2.线程实现/创建方式
 *  二、有哪几种线程池（可以手动/自动创建）？（4种）
 *   *  线程池是什么？
     *  线程池作用
     *  ThreadPoolExecutor（手动创建）
     *   *  corePoolSize
         *  maximumPoolSize
         *  keppAliveTime
         *  unit
         *  workQueue
         *  threadFactory
         *  handler（最好自己定义拒绝策略的方案，这4个方案是参考）
     *  Executors工具类中的四种线程池（自动创建）
     *   *  1.newCachedThreadPool
         *  2.newFixedThreadPool
         *  3.newScheduledThreadPool
         *  4.newSingleThreadExecutor
 *  三、线程生命周期
 *   *  什么是线程生命周期？
     *  经过的5个状态
 *  四、如何终止线程？
 *  总结

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## 前言 ##

新手笔记，写来防止我的偷懒（内容如有出错，还望各位大佬多多指出）  
\`

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`提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考`

## 一、JAVA线程如何实现/创建？ ##

### 1.线程是什么？（资源调度最小单位） ###

对计算机来说，一个任务就是一个进程，进程是**资源分配**的最小单位。但是进程是由一个或者多个线程（线程也叫轻量级进程）组成的，而线程是进程中的实际运行单位，是**资源调度**的最小单位。是独立于进程之中的子任务。Java中线程（Thread）以对象形式存在

举例子：  
1.打游戏时，打开客户端的时候会启动很多线程，比如好友聊天线程，队列进程等。  
2.main主函数相当于一个主线程，多线程就相当于在main函数执行时，同时运行其他的进程，这种情况下有可能造成线程之间的资源竞争等

### 2.线程实现/创建方式 ###

**1.继承Thread类（是Runable接口的一个实例）**

Public 一个继承Thread的类（内部写上运行方法）+new一个新对象+新对象.start（）
     start（）：是一个native方法，会启动一个新线程，并执行run（）方法

ps：  
native方法是一个java**调用**非java代码的接口，这个方法是由非java语言实现的，比如c/c++（既然不是java写的，我们就不用去看源码了，知道已经是已经实现了的就可以了，是操作系统实现的，java只能调用）  
——  
这就是为什么java是跨平台的语言，既然跨平台了，就要牺牲一些对底层的控制，所以就要其他语言的帮助，native就是这个作用  
——  
run（）方法是Runnable接口中定义的，而start（）是Thread类定义的，所有实现Runable的接口的类都要重写run方法，run方法是默认绑定操作系统的，是**线程执行的入口**  
——  
run()和start()的区别可以用一句话概括：单独调用run()方法，是同步执行；通过start()调用run()，是异步执行。

**2.实现Runnable接口**  
java不可以继承多个类，是单继承的，但是通过接口可以实现多继承（一个java类智能继承一个父类，但可以有多个接口）

步骤：  
定义类（是否有继承）implements Runnable  
重写Runable接口中的run方法  
new一个我们刚刚定义的类  
实例化一个Thread，并传入自己的实例，并用start（）启动我们刚刚定义的类

**3.ExecutorService+Callable+Future有返回值线程**

有返回值的任务必须实现Callable接口，无返回值的任务必须Runnable接口。
    执行了Callable任务后，可以获取一个Future的对象，在该对象上调用get就可以获取Callable任务返回的Object，再加上ExecutorService（线程池接口）就可以实现有返回结果的多线程

![在这里插入图片描述][e742cf4f8abf4c938df8baab941b1e75.png_pic_center]

**4.基于线程池的方式**

利用缓存的策略，不需要我们再去创建和销毁，这样可以节省资源

## 二、有哪几种线程池（可以手动/自动创建）？（4种） ##

### 线程池是什么？ ###

java中经常需要用多线程来处理一些业务，不建议单纯使用继承Thread或者实现Runnable接口来创建线程，因为那样创建会引发创建/销毁线程耗费资源，线程上下文切换等问题，同时创建过多线程也可能导致资源耗尽。  
因此引入了线程池，方便线程任务的管理。JDK1.5开始的java.util.concurrent包中，设计的几个核心类以及接口包括：Executor+Executors+ExecutorService+ThreadPoolExecutor+Callable+Runnable等

### 线程池作用 ###

1.加快响应请求（时间优先）（为了缩短接口响应时间，往往不设置队列去缓存并发的请求，而是尽可能创造线程来执行任务，利用corePoolSize和maxPoolSize）  
2.处理大任务速度快（吞吐量优先）（往往设置队列来缓存并发任务，避免corePoolSize和maxPoolSize设置参数太大，造成线程上下文频繁切换，降低了任务处理速度）

### ThreadPoolExecutor（手动创建） ###

可以灵活设置线程池的各个参数，体现在ThreadPoolExecutor类构造器上各个实参的不同

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                                  int maximumPoolSize,
                                  long keepAliveTime,
                                  TimeUnit unit,
                                  BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                                  ThreadFactory threadFactory,
                                  RejectedExecutionHandler handler)

#### corePoolSize ####

核心线程数，线程池初始化时默认没有线程的，有任务了才开始创建线程去执行任务

#### maximumPoolSize ####

最大线程数，在核心线程数上可能会增加一些非核心线程，只有当workQueue队列满了才会创建多余corePoolSize线程（线程总数≤maxPoolSize）

#### keppAliveTime ####

非核心线程空闲时间超过keepAliveTime就会被自动终止回收

#### unit ####

keepAliveTime的时间单位

#### workQueue ####

用来保存任务的队列（池子里的任务数大于corePoolSize时，就会把新来的任务放进这里）

#### threadFactory ####

线程工厂，主要用来创建线程，默认用Executors.defaultThreadFactory（），也可以用guava库的ThreadFactoryBuilder来创建

#### handler（最好自己定义拒绝策略的方案，这4个方案是参考） ####

线程池拒绝处理任务时的策略（AbortPolicy，DiscardPolicy，DiscardOldestPolicy，CallerRunsPolicy）

AbortPolicy：丢弃任务并抛出异常  
DiscardPolicy：丢弃任务但不抛出异常  
DiscardOldPoilcy：丢弃队列最前边的任务，重新尝试执行任务（不断重复）  
CallRunsPolicy：只要线程池不被关闭，就会在调用线程中，运行被丢弃的任务

### Executors工具类中的四种线程池（自动创建） ###

#### 1.newCachedThreadPool ####

只会重用空闲并且可用的线程，对于执行很多短期异步任务程序而言，这些线程池通常可提高程序性能。  
线程可用（调用execute重用以前的线程）  
线程不可用（创建一个新线程）  
还会终止并从缓存里**移除**超过60秒没被使用的线程

#### 2.newFixedThreadPool ####

采用队列（队列大小未被设置）缓存线程的模式，重点在可以按照自己需求定义核心线程池数量和最大线程数

#### 3.newScheduledThreadPool ####

创建一个线程池，可以安排在给定延迟后运行命令或者定期执行

#### 4.newSingleThreadExecutor ####

是一个特殊的newFixedThreadPool，只是固定了某些参数值的ThreadPoolExecutor，这个线程池可以在线程死后（或者发生异常）重新启动一个线程来替代原来的线程继续执行下去。

## 三、线程生命周期 ##

### 什么是线程生命周期？ ###

指的是线程进入运行状态后要经过的5个状态。  
一般的操作系统是采用**抢占式**方式来让线程获得CPU资源，然后线程状态在这几个状态下不断切换

### 经过的5个状态 ###

**1.新建状态（NEW）**  
使用new关键字创建一个线程后，就要由JVM来**分配内存**，并**初始化其成员变量**

**2.就绪状态（RUNNABLE）**  
线程调用了strat（）方法后，JVM会为其创建**方法调用栈**和**程序计数器**，等待调度运行

**3.运行状态（RUNNING）**  
就绪的线程获得了CPU，开始执行run（）方法

**4.阻塞状态（BLOCKED）**  
线程因为某种原因放弃了CPU使用权，暂时停止运行，直到进入可运行状态。有三种阻塞情况  
![在这里插入图片描述][0b8e4bca39f046ec8144fe8faab36de0.png_pic_center]

**5.死亡（DEAD）**  
1.正常结束：线程正常结束  
2.异常结束：线程抛出一个Excetpion或者Error  
3.调用stop：直接调用stop（）方法来结束线程（stop方法会强制停止一个正在运行的线程，无论此时线程是何种状态，在停止线程时需要自行指定线程退出逻辑，否则线程立即退出，不做任何清理操作，因此会造成数据不一致问题）（建议换成interrupt方法）

## 四、如何终止线程？ ##

**1.正常运行结束**

**2.使用退出标志退出线程**  
即在线程内部定义一个bool变量来判断是否结束当前的线程

**3.Interrupt来结束线程**  
interrupt就是用来中断线程的。  
interrupt可以用来设置线程打断标志，但是不会修改线程的运行状态。

public void interrupt()

isInterrupted（）（会返回布尔值）来判断线程是否已经中断。

public boolean isInterrupted()

interrupted（）是用来获取进程打断标志，同时会清除打断标志。

public static boolean interrupted()

**4.stop方法来终止线程（线程不安全）**

## 总结 ##

以上就是Java多线程并发的线程池一部分内容，后续笔记会继续更新

[e742cf4f8abf4c938df8baab941b1e75.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/bc5cf9465eda46ffb28264e15a31ccb2.png
[0b8e4bca39f046ec8144fe8faab36de0.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/5d3506f446714767a6ebd5f76a90cbd4.png